Кристаллизация

Образование центров кристаллизации.

Гидратация в растворе.

Растворение.

Поверхностная гидратация.

Адсорбция воды зерном цемента.

Растворение минералов цемента идёт с разрушением структуры вещества и сопровождается поглощением тепла (эндотермические процессы), а гидратация – выделением тепла (экзотермические процессы).

Рассмотрим этапы взаимодействия зёрен цемента с водой.

Этап 1. (протекает в 2 стадии) Стадия 1.

Частица цемента находится в воде затворения, которая начинает адсорбироваться на её поверхности.

Стадия 2.

Адсорбированная вода создаёт на частице поверхностное поле и становится структурированной, т.е. по своему строению приближается к твёрдому телу, в котором молекулы воды имеют определённую ориентацию, что изменяет её плотность до значения1,3…1,9 г/см³.

Этапы 2 и 3. (протекают параллельно в две стадии)

Стадия 1.

Переход вещества в раствор в виде ионов и даже молекул, которые затем диссоциируют на ионы.

Стадия 2.

На этой стадии происходит гидратация ионов, и образуются основы гидратных фаз, т.е. тех фаз, которые в дальнейшем способствуют образованию субмикрокристаллов.

Этап 4.

Жидкая фаза становится сильно пересыщенной новообразованиями – субмикрокристаллами. Содержание ионов (концентрация) распределяется неравномерно. Максимальная концентрация находится у поверхности зерна цемента в результате непосредственного присоединения воды к твёрдой фазе. При этом образуется «внутренний» продукт гидратации, а именно, внутренний гидросиликат (СSH),имеющий тонкую и плотную структуру.

Внешние продукты гидратации образуются через растворение вне зёрен цемента и состоят из небольшого количества внешнего гидросиликата, крупных кристаллов Са(ОН)₂ и эттрингита 3CaO ● AI₂O₃ ● 3CaSO₄ ● 32H₂O (гидросульфоалюминат кальция).

Этап 5. На этом этапе при повышенной температуре образование центров кристаллизации протекает в более короткие сроки. Происходит насыщение субмикрокристаллов адсорбированной водой и плотность всей системы меняется.

Этап 6. Субмикрокристаллы за счёт гравитационных сил и увеличения размеров соединяются и образуют пространственную структуру. Цементное тесто в бетоне теряет пластичность и приобретает свойства твёрдого тела. Повышение температуры среды до 80…100^оС ускоряет реакции гидратации и кристаллизации в 8…10 раз.

Дата добавления: 2014-01-11